محرك DC من التيار المتردد. محرك DC هو

إذا كنت مهتمًا بالتفاصيل ، فعندئذٍ مبدأ تشغيل المحرك التيار المباشرموصوفة بالتفصيل في العديد من المواقع وحتى مع الصيغ. قررنا التحدث ليس فقط عن هذا ، ولكن أيضًا عن بعض الميزات غير المعروفة على نطاق واسع.

بضع كلمات عن أجهزة التيار المستمر

تم الحصول عليه قبل المتغير ، ومنذ ظهوره ، بدأت التجارب على ما يمكن استخدام هذا الوحش من أجله. تم إنشاء العلاقة بين المجال المغناطيسي الحالي والدوران بسرعة كبيرة. بدأ الأمر بحقيقة أن فاراداي وضع مغناطيسًا في لف بالأسلاك واكتشف ظهور تيار. بعد ذلك ، اكتشف أنه إذا وضعت المغناطيس أولاً داخل الملف ، ثم قمت بتطبيق تيار ، فإن المغناطيس سوف يندفع للخارج. أو ، على العكس من ذلك ، سيتم سحبها إلى الداخل. هذا هو مبدأ تشغيل آلة التيار المستمر - استخدام التفاعل حقل مغناطيسيوالكهرباء. والآن دعونا ننتبه إلى حقيقة أننا إذا "نخز" مغناطيسًا ، فسوف نحصل على الكهرباء ، وإذا زودنا الكهرباء ، فسنقوم "بدفع" المغناطيس. أي أن آلات التيار المستمر ، الجهاز ومبدأ التشغيل الذي نفكر فيه ، هي آلات على وجه التحديد. أي أن المحرك هو أيضًا مولد ، بمعنى آخر ، هذه آلات للتحويل العكسي للطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (تيار). يحتوي المغناطيس على قطبين ، كهرباء زائد وناقص. يخضع تفاعل المغناطيس والتيار في هذه الحالة لقوانين معقدة ، ولكن إذا كنا مهتمين بالتناوب (ونادرًا ما تكون هناك حاجة لحركات العودة الترجمية في التكنولوجيا) ، فيمكننا الحصول على اتجاه واحد فقط - في اتجاه عقارب الساعة بالنسبة لقطبية المغناطيس و اتجاه التيار. هذه هي "قاعدة المثلث" المعروفة أو "قاعدة اليد اليسرى". يمكننا بسهولة تغيير قطبية تيار اللف عن طريق تبديل سلكين ، لكن لا يمكننا تغيير أقطاب المغناطيس وحرق المحرك فقط. كمرجع ، يمكنك إلقاء نظرة على قاعدة "اليد اليمنى". هناك شيء من هذا القبيل في الهندسة الكهربائية ، فهو ينطبق أيضًا على آلات التيار المستمر ، ولكن من حيث توليد الطاقة.

يحدث دوران العمود نفسه على النحو التالي. يوجد داخل المجال المغناطيسي دوار به عمود يتم تشغيل الملف عليه. عندما يتم تطبيق التيار ، فإنه يستحث مجالًا مغناطيسيًا. تجذب المغناطيسات بأقطاب مختلفة وتتنافر بنفس القطبين. تعمل المغناطيسات الخارجية على "صد" المغناطيسات الكهربائية للدوار التي تم تنشيطها ، مما يجبرها على "التنافر" طوال الوقت أثناء وجود تيار ، مما يؤدي إلى دوران العمود.


هذا هو مبدأ تشغيل محرك التيار المستمر ، وكل شيء آخر هو التفاصيل والتفاصيل الفنية.

ميزات جهاز محرك DC

بالطبع ، من الناحية النظرية ، مبدأ تشغيل آلة التيار المستمر واضح ، لكن القارئ الفضولي سوف يسأل على الفور - كيف سيبدأ الدوار في الدوران إذا كان داخل مغناطيس ثنائي القطب؟ مثل هذا السؤال لا مفر منه ، وللإجابة عليه ، سيكون عليك التفكير بعناية في تصميم محرك DC. بالمناسبة ، ستكون بعض المعرفة مفيدة لفهم تشغيل المحركات التيار المتناوب.

لنبدأ بقائمة الصعوبات التي واجهها المبدعون الأوائل لـ DPT.

  1. التوفر اثنين من النقاط الميتة، والتي لا يمكن إطلاقها بشكل مستقل. (نفس قطبي المغناطيس).
  2. تنافر مغناطيسي ضعيف جدًا عند التيار المنخفض. أو مقاومة دوران قوية تمنع بدء التشغيل.
  3. يتوقف الدوار بعد دورة واحدة. ليس الدوران ، بل يتأرجح ذهابًا وإيابًا ، لأنه بعد اجتياز نصف الدائرة ، لم يتم صد "مغناطيس" الدوار ، بل ينجذب ، أي أنه لم يسرع الدوران ، ولكنه أبطأه.

كانت هناك مواد وبعض الأشياء الصغيرة ، مثل تطبيق مبدأ الآلة الكهربائية العكسية.

كان أول من فاز هو "النقاط الميتة" ، باستخدام ليس اثنين ، بل ثلاثة مغناطيسات أو أكثر. ثلاثة أسنان على الدوار تزيل البقع الميتة ، واحدة دائمًا في مجال مغناطيسي ويمكن تشغيل المحرك من أي موضع في الدوار.

تمكنا من التغلب على مشكلة التسارع والتباطؤ من خلال تطبيق مبدأ تشغيل آلة التيار المستمر - سهولة التبديل بين الموجب والناقص مع الحفاظ على التيار. بعبارة أخرى ، النصف الأول من الثورة بعد البدء ، يبدأ الدوار بقطبية التيار: عند النقطة العليا ، زائد ، في الأسفل ، ناقص. بمجرد أن تحتل النقطة العليا الموضع السفلي ، تتغير قطبية النقاط إلى سالب زائد ، ويستمر "التنافر - التسارع" حتى نهاية الثورة ، وبعد ذلك تتكرر الدورة ، ويتم استبعاد الكبح. تسمى هذه الآلية جامع. فرش المحرك الكهربائي ، والتي توفر نقل التيار من جهة اتصال ثابتة إلى عمود دوار. ويا له من عرض! مع تغيير اللافتة على الدوار مرتين لكل دورة. احسب مقدار عمل المجمع إذا كان المحرك لديه 2000 دورة في الدقيقة.

يعتبر المجمع هو الجزء الأصعب عند التفكير في تصميم محرك DC ، لأنه يسمح بالتحويل العكسي للدوران إلى تيار. العنصر الرئيسي المستهلك هو الفرش. بعد أن اشترى جهاز جديدمع محرك كهربائي ، تأكد من أن لديك قطعة غيار. لا تكن كسولًا ، بينما الجهاز جديد ، قم بشراء زوجين آخرين.

يتيح لك تعقيد المجمع تحديد حالته بصريًا والتشغيل الصحيح للشرارة. إنه أمر سيء حقًا عندما تشكل الشرر (والمجمع ليس أكثر من مفتاح اتصال) حلقة - "حريق شامل". هذا يعني أن المحرك لن يدوم طويلاً. بينما تستمر مكافحة الشرارة بنجاح متفاوت ، لا يمكن إلحاق الهزيمة به تمامًا ، ولكن كان من الممكن إطالة عمر خدمة DPT.

إذا بدا لك أننا نسينا تيارات ضعيفة أثناء بدء التشغيل ، بعد أن فكرنا على الفور في المشكلة الثالثة ، فأنت مخطئ. تبين أن مشكلة الإطلاق معقدة للغاية لدرجة أننا سننظر فيها بشكل منفصل.

بدء تيارات محركات التيار المستمر

لذا ، فإن مبدأ تشغيل محرك التيار المستمر واضح ، فقد قدمنا ​​فرملة قطاعية ذاتية التشغيل ، وألغيت على أقطاب مغناطيسية عكسية ، ويبقى تشغيلها. لكن ها هي المشكلة. لا يزال الدوار لا يدور ، على الرغم من أن كل شيء في محله. الحقيقة هي أنه بينما كنا ننتهي من المحرك ، أصبح الدوار أثقل ، وله دولاب تنظيم السرعة وكل ذلك ، والتيار ببساطة لا يكفي للمغناطيس لتتمكن من "تدوير" الدوار. "ما هو الوغد بحق الجحيم!" (ج) سوف يصرخ المجرب الفضولي ويزيد التيار. وأنت تعلم أن المحرك سوف يدور حقًا. مع عدة إذا :

  • إذا لم تحترق اللفات (الأسلاك الموجودة في الملف) ؛
  • إذا صمدت الطفرة الحالية ؛
  • إذا لم يتم لحام قطاعات التبديل على المجمع أثناء هذه البداية ، إلخ.

لذلك ، زيادة بسيطة بدءا الحاليسرعان ما يعتبر القرار الخاطئ. بالمناسبة ، لم نذكر بعد الميزة الرئيسية لمحركات التيار المستمر على محركات التيار المتردد - هذا هو انتقال عزم الدوران المباشر ، من البداية. ببساطة ، من اللحظة التي يبدأ فيها الدوران ، يمكن لعمود DCT أن "يدير" أي شيء ، ويتغلب على المقاومة الكبيرة ، والتي تتجاوز قوة محركات التيار المتردد.

أصبحت هذه الميزة هي كعب أخيل في DPT. لا يبدو أن مبدأ تشغيل آلة التيار المستمر يسمح بتغيير تيار البدء بشكل تعسفي على جانب واحد. من ناحية أخرى ، فإن محاولات إعطاء تيار مرتفع لبدء التشغيل وتقليله بعد بدء التشغيل تتطلب أتمتة. في البداية ، تم استخدام المبتدئين والمبتدئين ، خاصة بالنسبة للـ DPTs عالية الطاقة ، ولكن هذا كان فرع تطوير مسدود. الرفض تعديل سلسبدء الحالي يسمح هنا لإيجاد حل وسط معقول. في الواقع ، يبدو الأمر الآن وكأنه يبدأ تشغيل محرك ، مثل تسريع السيارة. نبدأ في المضي قدمًا السرعة الأولى، ثم نقوم بتشغيل الثاني والثالث والآن نسارع على طول الطريق السريع بالسرعة الرابعة. فقط في هذه الحالة ، "الإرسال" ، أي التيارات ، والمفاتيح كاتب تلقائي. كل هذه الهندسة الكهربائية تحل مشكلتين في نفس الوقت - بداية سلسة DPT بدون أحمال زائدة والحفاظ على شبكة الطاقة (مزود طاقة المحرك) سليمة. مثل مبدأ تشغيل محرك DC ، فإن هذه الأتمتة تعتمد على التحويل المباشر. بسلاسة ، يرتفع التيار إلى قيمة البداية ، كتوازن لتيار الإدخال والتيارات على اللفات قبل بدء الدوران. بعد بدء الدوران ، تنخفض القوة الحالية بشكل حاد وتزداد مرة أخرى "تعديل دوران العمود" ، وهكذا 2-3 مرات أخرى.


وبالتالي ، لم يعد الإطلاق "سلسًا" ، ولكنه أصبح آمنًا للجميع. أهم شيء تم حفظه بمثل هذا المخطط ، واليوم هو الأكثر شيوعًا ، الميزة الرئيسية هي عزم الدوران. في الوقت نفسه ، أصبح بناء محرك DC موثوق به أكثر بساطة ، وزادت الطاقة ، ولم تعد تيارات البدء ، على الرغم من أنها تظل مصدر إزعاج لهذه الفئة من المحركات ، حاسمة بالنسبة للآليات.

تطبيقات لمحركات التيار المستمر

تُستخدم محركات التيار المستمر ، وكذلك أجهزة التيار المستمر ، والجهاز ومبدأ التشغيل الذي اعتبرناه ، حيث يكون من غير العملي استخدام اتصال دائم بالشبكات (مثال جيد هو مشغل السيارة ، وهو DC) ، حيث يكون مثل هذا الاتصال مستحيل (على سبيل المثال ، الألعاب ذات المحركات للأطفال) ، أو في حالة عدم كفاية مثل هذا الاتصال. على سبيل المثال ، النقل بالسكك الحديدية ، والذي يبدو أنه متصل بشبكات التيار المتردد ، ولكن عزم الدوران المطلوب هو بحيث يمكن استخدام محركات التيار المستمر فقط ، والتي لم تتغير مبادئها. وفي الواقع ، في السنوات الأخيرة ، لم يتم تقليص النطاق ، بل زاد فقط. كيف سعة أكبرالبطارية ، كلما طالت مدة عمل هذا المحرك بشكل مستقل. كلما كانت الأبعاد أصغر ، زادت مكاسب الطاقة.


اقتصاد- هذه مسألة مستقبلية ، بينما لا يوجد شيء خاص للحفظ ولم يُطرح السؤال ، فإن المحركات المتغيرة ستكون أبسط. لكنهم لن يكونوا قادرين على طرد DPT. هذه هي - DPT ، أو آلات التيار المباشر ، الجهاز والمبدأ الذي درسناه في الصفوف 6-8 ، لكننا نسيناها منذ وقت طويل.

في تلك المحركات التي تتطلب نطاقًا واسعًا من التحكم في السرعة ، يتم استخدام محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر. يسمح لك بالحفاظ على سرعة الدوران بدقة عالية وإجراء التعديلات اللازمة.

جهاز محركات التيار المستمر

يعتمد تشغيل هذا النوع من المحركات على. إذا تم وضع موصل يتدفق من خلاله تيار كهربائي في مجال مغناطيسي ، فعندئذٍ ، وفقًا لذلك ، ستؤثر عليه قوة معينة.

عندما يعبر الموصل خطوط القوة المغناطيسية ، يتم توجيهه القوة الدافعة الكهربائيةموجهة في الاتجاه المعاكس لتدفق التيار. والنتيجة هي رد فعل عنيف. هناك تحول يحدث الطاقة الكهربائيةفي ميكانيكي مع تسخين متزامن للموصل.

يتكون الهيكل الكامل للجهاز من حديد التسليح ومحث ، يوجد بينهما فجوة هوائية. ينشئ المحث مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا ويتضمن أقطابًا رئيسية وإضافية مثبتة على الإطار. توجد ملفات الإثارة على القطبين الرئيسيين وتخلق مجالًا مغناطيسيًا. تحتوي الأعمدة الإضافية على لف خاص يعمل على تحسين ظروف التبديل.


يتضمن المحرك نظامًا مغناطيسيًا. لها العناصر الأساسيةهي لفات العمل الموضوعة في الأخاديد والألواح المعدنية المنفصلة والمجمع ، والتي يتم من خلالها توفير تيار مباشر لملف العمل.

يتكون المجمع على شكل أسطوانة ويتم تثبيته على عمود المحرك. نهايات لف المرساة ملحومة على نتوءاتها. يتم إزالة التيار الكهربائي من المجمع باستخدام فرش مثبتة في حوامل خاصة ومثبتة في موضع معين.

العمليات الأساسية: البدء والفرملة

يقوم كل محرك DC بعمليتين رئيسيتين ، البدء والفرملة. في بداية بدء التشغيل ، يكون المحرك في حالة ثابتة ، والجهد والقوة المقابلة لـ EMF تساوي الصفر. مع مقاومة المحرك الطفيفة ، تتجاوز قيمة تيار البدء القيمة الاسمية ، حوالي 10 مرات. لتجنب ارتفاع درجة حرارة ملف المحرك أثناء بدء التشغيل ، يتم استخدام مقاومات متغيرة لبدء التشغيل. مع قوة محرك تصل إلى 1 كيلو وات ، يتم البدء المباشر.

هناك عدة طرق للفرملة مستخدمة في محركات التيار المستمر. أثناء الكبح الديناميكي ، يكون لف المحرك قصير الدائرة ، أو بمساعدة المقاومات. توفر هذه الطريقة التوقف الأكثر دقة. الكبح المتجدد هو الأكثر اقتصادا. هنا يوجد تغيير في اتجاه EMF إلى العكس.

يتم إجراء الكبح العكسي عن طريق تغيير قطبية التيار والجهد في ملف المحرك ، مما يتيح لك إنشاء عزم دوران فعال للفرملة.

كيف يعمل محرك DC

شرارة تحدث. هذا يقلل من موثوقية الآلات ويحد من نطاقها.

عيب كبير في DPT هو الحاجة إلى التحول الأولي لهم. طاقة كهربائيةالتيار المتردد إلى طاقة كهربائية تيار مباشر.

13.2. الجهاز ومبدأ تشغيل محركات التيار المستمر

تتكون محركات التيار المستمر من ثلاثة أجزاء رئيسية:

– الجزء الثابت عبارة عن سرير به محث ؛

– جزء دوار - مرساة.

– جامع مثبت على عمود المحرك ويدور معه.

الحث - نظام من المغناطيسات الكهربائية الثابتة (الأعمدة) المثبتة حول المحيط على إطار الآلة ، والتي تتكون من النوى وقطع القطب اللازمة لإنشاء التوزيع المطلوب للتدفق المغناطيسي والملفات ،

تسمى اللفات الإثارة.

يتم تصنيع النوى وقطع العمود من الصفائح الكهربائية الفولاذية.

السرير - المصبوب أو الملحوم - مصنوع من الحديد الزهر أو الصلب ، ويتم تثبيت الأعمدة ودروع المحامل عليه ، حيث يتم تثبيت محامل عمود المحرك. السرير هو أيضًا نير الآلة ، مما يضمن إغلاق الدائرة المغناطيسية.

الغرض من المحرِّض هو إنشاء تدفق مغناطيسي عند مرور التيار عبر ملف المجال.

يتكون المحرك من لب مسنن ولفائف موضوعة

في الأخاديد الأساسية التي تسمىلفات المرساة.قلب المحرك مصنوع من الصفائح الكهربائية

فولاذ (بسمك 0.5 مم) ، يتم ختم الأقراص ذات الأخاديد منه. يتم طلاء الأقراص بورنيش عازل لتقليل فاقد تيار الدوامة.

ملفات حديد التسليح عبارة عن أقسام على شكل ملفات معزولة سلك نحاس.

مخططات اللف عبارة عن حلقة أو موجة ، ويمكن توصيل الملفات في سلسلة ومتوازية. يحتوي ملف الحلقة البسيطة على آلات ثنائية القطب ذات طاقة منخفضة

(حتى 1 كيلو واط) والآلات بقوة تزيد عن 500 كيلوواط ؛ يتم استخدام لف الموجة البسيطة للآلات الصغيرة و قوة متوسطة(حتى 500 كيلوواط) بجهد 110 فولت وما فوق.

الغرض من المحرك هو إنشاء عزم كهرومغناطيسي من خلال تفاعل التيار في ملف المحرك مع المجال المغناطيسي للأقطاب التي تم إنشاؤها بواسطة تيار الإثارة.

المجمع عبارة عن أسطوانة مجوفة تتكون من ألواح نحاسية على شكل إسفين (على شكل "تتوافق") ، معزولة عن بعضها البعض وعن الجسم. يتم عزل ألواح التجميع أيضًا من عمود الآلة.

يتم تركيب المجمع المجمع على عمود المحرك. يتم لحام بدايات ونهايات قسم اللف الموجود في أخاديد المحرك في ألواح التجميع.

يتم تثبيت فرش الجرافيت الكهربائية الثابتة على المجمع. يتم توصيل ملف المحرك الدوار بالدائرة الخارجية عن طريق اتصال منزلق بين الفرشاة والمبدل.

تقسم الفرشاة ملف المحرك المغلق إلى فروع متوازية ، وعدد الفروع المتوازية يساوي عدد الفرش ، وبالتالي فإن EMF على الفرش (EMF للماكينة) يساوي EMF لفرع واحد متوازي.

المجمع عبارة عن محول كهروميكانيكي ويوفر إنشاء ثابت عزم الدوران في الاتجاه (للمحركات) عن طريق تغيير اتجاه التيار في موصلات ملف المحرك المتحرك من منطقة القطب الواحد

في منطقة أخرى.

في في المولدات ، يوفر المجمع تصحيح EMF المتغير المستحث في ملف المحرك الدوار.

تم تشغيل تعيين DPT المخططات الكهربائيةويظهر مبدأ عملها في الشكل. 97 أ ، ب.

F EM

يتم تطبيق الجهد من مصدر التيار المستمر على أطراف المحرك الثابت. دع اتجاه التيار في المحرك أنا أكون كما هو موضح في الشكل. 97 ب.

في لف الإثارةيقع أيضًا عند أقطاب المحرِّض مزودًا بتيار مباشر ، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا يخترق المحرك. إذا كانت أقطاب مغو مصنوعة من مادة مغناطيسية صلبةثم قد لا يكون هناك إثارة متعرجة عليها ، سيظل المجال المغناطيسي يتم إنشاؤه بواسطة أقطاب ممغنطة بشكل معاكس (N و S).

بسبب تفاعل المجال المغناطيسي للأقطاب وتيار المحرك ، تتشكل القوى الكهرومغناطيسية F EM ، والتي تخلق عزمًا

M C F I ،

حيث C m هو معامل التناسب ؛ F هو تدفق الإثارة لـ DPT ؛ I هو تيار المحرك لـ DPT.

في المحرك DPT الذي يدور في مجال مغناطيسي ، يتم إحداث EMF ، وهو عكس اتجاه تيار المحرك ، لذلك يسمى هذا EMF الخلفي أو العداد EMF

E CE F n ،

حيث C E هو معامل التناسب ؛ Ф - تدفق الإثارة DPT ؛ n - تردد دوران DPT.

معادلة المحرك الأساسية

جامعة كاليفورنيا \ u003d E + إيا ريا ،

حيث U s هو جهد التيار الكهربائي ؛ I i هو تيار المحرك ؛ R i هو مقاومة لف حديد التسليح.

من أين يأتي تيار المحرك

أنا Uс R i E.

باستبدال القيمة E في هذا التعبير ، نحصل على سرعة محرك DC:

يو ج

أنا

سي إي أف

من هذا التعبير ، يمكن ملاحظة أن سرعة دوران DCT تعتمد على حجم جهد الدخل ، تيار الإثارة (التدفق

Ф I ج) ، مقاومة سلسلة المرساة R i والحمل على العمود I i.

13.3. أنواع محركات التيار المستمر

وفقًا لطريقة توصيل ملف الإثارة ولف المحرك ، يتم تقسيم DCT إلى الأنواع التالية:

– DPT مع الإثارة المستقلة (الشكل 98 ، أ) ؛

– DPT مع الإثارة المتسلسلة (الشكل 98 ، ب) ؛

– DPT مع الإثارة الموازية (الشكل 98 ، ج) ؛

– DPT مع الإثارة المختلطة (الشكل 98 ، د).

في DPT مع الإثارة المستقلةلف الإثارةويتم تشغيل لف المحرك بواسطة مصادر مختلفة. تم تعيين ملف الإثارة: H1 - H2 (الشكل 98 ، أ).

عادة ما يتم تنفيذ المحركات عالية الطاقة بإثارة مستقلة.

في سلسلة DCT الإثارة المتعرجة المتعرجةعلى التواليإلى ملف المحرك ، يسمى المسلسل (C1 - C2 ، الشكل 98 ، ب).

في المحركات ذات الإثارة المتسلسلة ، يزيد عزم الدوران تحت الحمل أكثر من المحركات ذات الإثارة المتوازية ،بينما يتم تقليل سرعة المحرك.تحدد هذه الخاصية الاستخدام الواسع النطاق لـ DPT في القاطرات الكهربائية لبناء الآلات ، والنقل الحضري.

ومع ذلك ، فإن بدء تشغيل المحرك بإثارة تسلسلية بدون تحميل أمر غير مقبول ، لأن سرعة المحرك قد تتجاوز التردد المسموح به ، وقد يؤدي ذلك إلى وقوع حادث - المحرك يعمل "خارج الترتيب".

في DCT مع الإثارة المتوازية المتعرجة المتعرجةبالتوازي مع ملف المحرك ، يسمى التحويلة

(W1 - W2 ، الشكل 98 ، ج).


توفر المحركات ذات الإثارة المتوازية سرعة ثابتة تحت الأحمال المختلفة وإمكانية التنظيم السلس لهذه السرعة. لذلك ، يتم استخدام DCTs مع الإثارة المتوازية لمحرك كهربائي يتطلب سرعة ثابتة تحت أحمال مختلفة.

و تنظيم واسع سلس لها. Z1

تتميز DCTs ذات الإثارة المختلطة بأعلى عزم دوران لبدء التشغيل وتستخدم عند الحاجة إلى عزم دوران كبير أو عند وجود أحمال زائدة على المدى القصير وتسارعات عالية - على سبيل المثال ، لبدء الضواغط.

اعتمادًا على المتطلبات ، يمكن توصيل ملفات الإثارة المتوازية والمتسلسلة "وفقًا" أو "المعاكس". مع التضمين "الساكن" ، يتم توجيه التدفقات المغناطيسية لللفات بنفس الطريقة ويتم جمعها ، مع "عداد" - يتم طرحها.

كما تعلم ، فإن محرك التيار المستمر هو جهاز يمكنه ، بمساعدة جزئين هيكليين رئيسيين ، تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تشمل هذه التفاصيل الرئيسية ما يلي:

  1. الجزء الثابت - جزء ثابت / ثابت من المحرك ، والذي يحتوي على ملفات الإثارة التي يتم توفير الطاقة لها ؛
  2. الدوار - الجزء الدوار للمحرك ، المسؤول عن الدوران الميكانيكي.

بالإضافة إلى الأجزاء الرئيسية المذكورة أعلاه لتصميم محرك التيار المستمر ، هناك أيضًا أجزاء مساعدة ، مثل:

  1. طوق؛
  2. أعمدة؛
  3. لف الإثارة
  4. حديد التسليح لف؛
  5. جامع.
  6. فرش.

تشكل كل هذه الأجزاء معًا التصميم المتكامل لمحرك التيار المستمر. والآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على الأجزاء الرئيسية للمحرك الكهربائي.

يعتبر نير محرك التيار المستمر ، المصنوع أساسًا من الحديد الزهر أو الفولاذ ، جزءًا لا يتجزأ من الجزء الثابت أو الجزء الثابت من المحرك. له الوظيفة الأساسيةيتكون من تشكيل طبقة واقية خاصة للأجزاء الداخلية الأرق للمحرك ، بالإضافة إلى توفير الدعم لملف المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل المقرن كغطاء واقي للأقطاب المغناطيسية والملف الميداني لمحرك التيار المستمر ، وبالتالي يوفر الدعم لنظام الإثارة بأكمله.

أعمدة

الأقطاب المغناطيسية لمحرك التيار المستمر هي أجزاء من الجسم يتم تثبيتها بالجدار الداخلي للجزء الثابت. يتكون تصميم الأقطاب المغناطيسية بشكل أساسي من جزأين فقط ، هما قلب القطب وقطعة القطب ، والتي ترتبط ببعضها البعض تحت تأثير الضغط الهيدروليكي وترتبط بالجزء الثابت.

فيديو: تصميم وتجميع محرك DC

بغض النظر ، فإن الجزأين يخدمان أغراضًا مختلفة. نواة القطب ، على سبيل المثال ، لديها مساحة صغيرة المقطع العرضيويستخدم لعقد قطعة القطب على نير ، في حين أن قطعة القطب ، التي تحتوي على مساحة مقطع عرضي كبيرة نسبيًا ، تُستخدم لنشر التدفق المغناطيسي الذي تم إنشاؤه فوق فجوة الهواء بين الجزء الثابت والدوار لتقليل فقد المقاومة المغناطيسية . بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي قطعة القطب على مجموعة من الأخاديد المتعرجة المثيرة ، والتي تخلق تدفقًا مغناطيسيًا مثيرًا.

تصنع لفات الإثارة لمحرك DC من ملفات إثارة (سلك نحاسي) ملفوفة حول أخاديد قطع القطب بطريقة تحدث عندما يمر تيار الإثارة عبر اللف ، قطبية معاكسة عند الأقطاب المجاورة. في جوهرها ، تعمل ملفات الإثارة كنوع من المغناطيس الكهربائي قادر على خلق تدفق الإثارة الذي يدور بداخله دوار المحرك الكهربائي ، ثم يوقفه بسهولة وفعالية.

حديد التسليح لف

يتم توصيل ملف المحرك لمحرك DC بالدوار أو الجزء الدوار من الماكينة ، ونتيجة لذلك تتأثر بتغير المجال المغناطيسي على طول مسار الدوران الخاص به ، مما يؤدي مباشرة إلى فقد المغناطيسية.

لهذا السبب ، يتكون الجزء المتحرك من عدة ألواح فولاذية كهربائية منخفضة التباطؤ لتقليل الخسائر المغناطيسية مثل فقدان التباطؤ وفقدان تيار الدوامة ، على التوالي. يتم ربط الألواح الفولاذية المصفحة ببعضها البعض لمنح جسم المرساة هيكلًا أسطوانيًا.

يتكون جسم المحرك من أخاديد (فتحات) مصنوعة من نفس مادة القلب ، والتي ترتبط بها ملفات المحرك ، وعدة لفات من الأسلاك النحاسية موزعة بالتساوي حول محيط المحرك. تحتوي الأخاديد على تقاطعات مسامية على شكل إسفين لمنع الموصل من الانحناء نتيجة لقوة الطرد المركزي الكبيرة المنبعثة أثناء دوران الدوار ، وكذلك في وجود تيار إمداد وإثارة مغناطيسية.

هناك نوعان من تصميم لف المحرك DC:

  • لف الحلقة (في هذه الحالة ، يكون عدد مسارات التيار المتوازي بين المحولات (A) مساويًا لعدد الأقطاب (P) ، أي A \ u003d P.
  • لف الموجة (في هذه الحالة ، يكون عدد مسارات التيار المتوازي بين المحولات (A) دائمًا 2 ، بغض النظر عن عدد الأعمدة ، أي أن الجهاز مصمم وفقًا لذلك).

جامع


إن عاكس محرك التيار المستمر عبارة عن هيكل أسطواني مكدس ، ولكنه معزول بمقاطع نحاسية من الميكا. إذا كنا نتحدث عن DCT ، فسيتم استخدام المجمع هنا بشكل أساسي كوسيلة للتبديل أو نقل التيار الكهربائي من الشبكة عبر فرش المحرك الكهربائي إلى ملفات المحرك المركبة في الهيكل الدوار.

فرش

تصنع فرش محرك التيار المستمر من هياكل الكربون أو الجرافيت ، مما يؤدي إلى إنشاء اتصال منزلق أو منزلق فوق المبدل الدوار. تستخدم الفرش للنقل التيار الكهربائيمن الدائرة الخارجية إلى الشكل الدوار للمجمع ، حيث يدخل بعد ذلك لفات المحرك. يتم استخدام المبدل والفرش الخاصة بالمحرك الكهربائي ، بشكل عام ، لنقل الطاقة الكهربائية من دائرة كهربائية ثابتة إلى منطقة ذات دوران ميكانيكي ، أو ببساطة دوار.

محركات التيار المستمر مصمم لتحويل طاقة التيار المستمر إلى أعمال ميكانيكية.

تعد محركات التيار المستمر أقل شيوعًا من محركات التيار المتردد. هذا يرجع في المقام الأول إلى التكلفة العالية النسبية ، والجهاز الأكثر تعقيدًا ، والصعوبات في توفير الطاقة. ولكن على الرغم من كل هذه العيوب ، فإن DPT لها العديد من المزايا. على سبيل المثال ، يصعب تنظيم محركات التيار المتردد ، بينما يتم تنظيم DCTs بشكل مثالي بعدة طرق. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز DCTs بخصائص ميكانيكية أكثر صلابة وتسمح بعزم دوران كبير.

تُستخدم المحركات الكهربائية DC كمحركات جر ، في النقل الكهربائي ، كمشغلات مختلفة.

جهاز محركات التيار المستمر

يشبه تصميم محرك التيار المستمر محرك التيار المتردد ، ولكن لا تزال هناك اختلافات كبيرة. على الإطار 7 ، المصنوع من الفولاذ ، يتم تثبيت ملف مثير على شكل ملفات 6. يمكن تركيب أعمدة إضافية 5 بين الأعمدة الرئيسية لتحسين خصائص محرك التيار المستمر. يتم تثبيت مرساة 4 بالداخل ، والتي تتكون من قلب ومجمع 2 ، ويتم تثبيتها بمساعدة محامل 1 في مبيت المحرك. المجمع هو اختلاف كبير عن محركات التيار المتردد. يتصل بفرشاة 3 ، مما يسمح لك بتزويد أو في المولدات ، على العكس من ذلك ، إزالة الجهد من دائرة المرساة.

مبدأ التشغيل



يعتمد مبدأ تشغيل DPT على تفاعل المجالات المغناطيسية لملف الإثارة والحديد. يمكن تخيل أنه بدلاً من المحرك ، لدينا إطار يتدفق من خلاله التيار ، وبدلاً من ملف الإثارة ، مغناطيس دائم بأقطاب N و S. عندما يتدفق تيار مباشر عبر الإطار ، فإن المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم يبدأ في العمل عليه ، أي يبدأ الإطار في الدوران ، وبما أن اتجاه التيار لا يتغير ، فإن اتجاه دوران الإطار يظل كما هو.

عندما يتم تطبيق الجهد على أطراف المحرك ، يبدأ التيار في التدفق في ملف المحرك ، كما نعلم بالفعل ، يبدأ المجال المغناطيسي للآلة في العمل عليه ، بينما يبدأ المحرك في الدوران ، وبما أن المحرك يدور في مغناطيسي المجال ، تبدأ المجالات الكهرومغناطيسية للتشكل. هذا EMF موجه ضد التيار ، فيما يتعلق بهذا يطلق عليه Counter-EMF. يمكن إيجادها باستخدام الصيغة

حيث Ф هي التدفق المغناطيسي للإثارة ، n هي سرعة الدوران ، و Ce هي لحظة تصميم الماكينة ، والتي تظل ثابتة بالنسبة لها.

الجهد في المحطات أكبر من EMF الخلفي بمقدار انخفاض الجهد في دائرة المحرك.

وإذا ضربنا هذا المقدار في التيار ، نحصل على معادلة توازن القوى.

يمثل الجانب الأيسر من المعادلة UI i الطاقة الموردة للمحرك الكهربائي ، وعلى الجانب الأيمن يمثل المصطلح الأول EI i القدرة الكهرومغناطيسية ، والثاني I i R i هو قوة الخسائر في دائرة المحرك.

نوصي بالقراءة